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3/3專題02空氣和氧氣考查重點命題角度空氣的組成空氣中氧氣含量的測定;空氣的成分和體積分?jǐn)?shù);純凈物與混合物的判斷;氮氣和氧氣的用途;空氣的污染與防治氧氣的性質(zhì)氧氣的性質(zhì)和用途;物質(zhì)在不同濃度的氧氣中燃燒的比較;制取氧氣實驗室制取氧氣的原理、儀器與操作;實驗室制取氧氣的氣體收集、檢驗和驗滿;工業(yè)制氧氣;化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、氧化反應(yīng)催化劑催化劑的概念與特點;有關(guān)催化作用的實驗探究;一、空氣的組成1.拉瓦錫研究空氣成分的實驗二百多年前,法國化學(xué)家拉瓦錫最早用定量的方法研究了空氣的成分,第一次明確提出空氣是由氧氣和氮氣組成的,其中氧氣約占空氣總體積的1/5。2.空氣中氧氣含量的測定(1)實驗原理:過量的紅磷燃燒時基本上耗盡了廣口瓶內(nèi)空氣中的氧氣,使瓶內(nèi)氣體減少,壓強(qiáng)降低,且廣口瓶內(nèi)氧氣被消耗多少,進(jìn)入瓶內(nèi)的水就有多少。即進(jìn)入廣口瓶內(nèi)的水的體積相當(dāng)于瓶內(nèi)原來空氣中氧氣的體積。(2)實驗步驟:①連接實驗裝置,如圖所示;②在集氣瓶內(nèi)加入少量水后,把集氣瓶剩余容積分為5等份,做好標(biāo)記;③檢查裝置的氣密性;④在燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷,將導(dǎo)管上的彈簧夾夾緊,點燃燃燒匙上的紅磷后,立即伸入集氣瓶中塞緊橡皮塞;⑤充分反應(yīng)后,待集氣瓶冷卻至室溫,打開彈簧夾。(3)實驗現(xiàn)象:①紅磷燃燒產(chǎn)生大量的白煙,放熱;②冷卻至室溫后,打開彈簧夾,水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶,進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積約占集氣瓶內(nèi)原來空氣體積的1/5。(4)實驗結(jié)論:空氣中氧氣的體積約占空氣體積的1/5。做該實驗時,選擇的可燃物應(yīng)具備兩個條件:①該物質(zhì)在空氣中能燃燒且只與氧氣反應(yīng);②該物質(zhì)燃燒后生成物為固態(tài)或液態(tài)。所占的空間體積可忽略不計?!緦嶒灢僮饕c】導(dǎo)管注水要提前,紅磷足量是關(guān)鍵;保證裝置不漏氣,冷至室溫后讀數(shù)。3.氧氣含量測定實驗的裝置創(chuàng)新改變點燃方式在激光照射下,白磷燃燒,一段時間后左側(cè)水面大約升高到刻度”1"處;改變測量方式白磷燃燒,冷卻后,活塞左移至刻度”4”處;改變反應(yīng)原理銅粉變黑,注射器活塞向前移動,冷卻穩(wěn)定后,注射器內(nèi)減少的氣體體積約為注射器和硬質(zhì)玻璃管內(nèi)氣體總體積的1/5;4.混合物和純凈物(1)純凈物定義:由一種物質(zhì)組成,具有固定的化學(xué)組成和確定的物理、化學(xué)性質(zhì)。特點:有固定的熔點、沸點、密度等物理性質(zhì)。(2)混合物定義:由兩種或兩種以上物質(zhì)混合而成,各成分保持原有的化學(xué)性質(zhì),沒有固定的組成比例。特點:無固定的熔點、沸點(通常表現(xiàn)為一個范圍)。5.空氣是一種寶貴的資源氧氣:供給呼吸,支持燃燒。主要用于潛水、醫(yī)療急救、煉鋼、氣焊,以及化工生產(chǎn)和宇宙航行等。氮氣:無色、無味的氣體,不溶于水,不燃燒也不支持燃燒,不能供給呼吸,化學(xué)性質(zhì)不活潑。主要用于工業(yè)原料(制造硝酸和化肥等),作保護(hù)氣,食品防腐。液氮用于醫(yī)療冷凍劑、超導(dǎo)材料等。稀有氣體:氦、氖、氬、氪、氙、氡氣體的總稱(屬于混合物)稀有氣體為無色、無味、難溶于水的氣體,化學(xué)性質(zhì)很不活潑,可利用稀有氣體做保護(hù)氣;通電時能發(fā)出不同顏色的光,用于航標(biāo)燈、閃光燈、霓虹燈的電光源;用于激光技術(shù);氦可用于制造低溫環(huán)境。6.保護(hù)大氣環(huán)境(1)造成空氣污染的主要原因和主要物質(zhì)①工廠廢氣(含有多種有害氣體)②汽車尾氣(一氧化碳,二氧化氮)③化石燃料的燃燒(煙塵,二氧化氮,二氧化硫)(2)空氣污染物的危害引起三大環(huán)境問題①溫室效應(yīng):造成全球氣候變暖,海平面上升,陸地面積變小等。②酸雨:造成建筑物的腐蝕損壞,土壤酸化等。③臭氧層空洞:使紫外線穿透大氣層,危害人類身體健康。(3)防止空氣污染的措施①加強(qiáng)空氣質(zhì)量監(jiān)測,改善環(huán)境情況;②開發(fā)使用清潔能源,如太陽能、風(fēng)能等,消除環(huán)境污染源;③減少化石燃料的使用,提高汽油、柴油質(zhì)量;④積極植樹造林。(4)空氣質(zhì)量報告①空氣質(zhì)量報告的內(nèi)容:空氣污染指數(shù)、首要污染物、空氣質(zhì)量級別、空氣質(zhì)量狀況。②計入空氣污染指數(shù)的項目:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入顆粒物、總懸浮顆粒物等。③空氣污染指數(shù)與其他內(nèi)容之間的關(guān)系:空氣污染指數(shù)越大,空氣質(zhì)量級別越高,空氣質(zhì)量越差。二、氧氣的物理性質(zhì)通常情況下,無色無味的氣體,比空氣密度略大,氧氣不易溶于水。在壓強(qiáng)為101kPa時,氧氣在-183.0C變?yōu)榈{(lán)色液體,在-218.8℃變?yōu)榈{(lán)色固體。三、氧氣的化學(xué)性質(zhì)1.氧氣能支持燃燒,利用此性質(zhì)可以檢驗氧氣。氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,氧氣具有氧化性,可與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.氧氣的化學(xué)性質(zhì)物質(zhì)實驗現(xiàn)象文字表達(dá)式、符號表達(dá)式實驗注意點木炭①在空氣中發(fā)紅,在氧氣中發(fā)出白光;②放出熱量,生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。碳+氧氣二氧化碳C+O2CO2燃燒匙從集氣瓶瓶口向下緩慢插入,以便充分消耗氧氣。硫①在空氣中燃燒發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰,在氧氣中燃燒發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰;②放出熱量,生成有刺激性氣味的氣體。硫+氧氣二氧化硫S+O2SO2集氣瓶瓶底放少量的水,為了吸收二氧化硫防止污染空氣;鐵絲在空氣中不能燃燒,在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,放出熱量,生產(chǎn)黑色固體。鐵+氧氣四氧化三鐵Fe+O2Fe3O4=1\*GB3①集氣瓶底放少量水或細(xì)沙,目的防止高溫熔融物濺落,炸裂瓶底;=2\*GB3②鐵絲繞成螺旋狀:增大與氧氣的接觸面積;=3\*GB3③鐵絲下端系火柴:引燃鐵絲;=4\*GB3④火柴快燃盡時插入集氣瓶:防止火柴燃燒消耗較多的氧氣;小結(jié)1.上述三個化學(xué)反應(yīng)都是兩種物質(zhì)反應(yīng)生成另一種物質(zhì);都有氧氣參加反應(yīng);反應(yīng)條件都是點燃。2.物質(zhì)在氧氣中燃燒比在空氣中要劇烈。有些物質(zhì)在空氣里不能燃燒,卻可以在氧氣中燃燒。說明物質(zhì)燃燒劇烈程度與氧氣的濃度大小(即氧氣含量)有關(guān)?!疽族e提醒】(1)煙與霧的區(qū)別“煙”是固體小顆粒在空氣中擴(kuò)散產(chǎn)生的現(xiàn)象,如紅磷燃燒產(chǎn)生五氧化二磷固體,形成白煙?!办F”是液體小液滴在空氣中擴(kuò)散產(chǎn)生的現(xiàn)象,如水沸騰后產(chǎn)生的水蒸氣。(2)光和火焰的區(qū)別火光一般是沸點高的固體燃燒產(chǎn)生的,如鐵絲燃燒、木炭燃燒等;而火焰是沸點低的固體、氣體或液體的蒸氣燃燒產(chǎn)生的,如硫燃燒、酒精燃燒、蠟燭燃燒等。(3)鐵絲燃燒要在集氣瓶底部放少量水或鋪一薄層細(xì)沙的目的:防止濺落的高溫熔化物炸裂瓶底。四、化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、氧化反應(yīng)1.化合反應(yīng)和分解反應(yīng)化合反應(yīng)分解反應(yīng)概念由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成另一種物質(zhì)的反應(yīng)由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)特點多變一一變多表達(dá)式A+B+……→CA→B+C+……共同點都屬于基本反應(yīng)類型2.化合反應(yīng)和氧化反應(yīng)化合反應(yīng)氧化反應(yīng)定義由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成另一種物質(zhì)的反應(yīng)物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng)。特征多變一,不一定有氧參加一定有氧參加舉例木炭,硫等與氧氣反應(yīng)木炭,硫等與氧氣反應(yīng)聯(lián)系化合反應(yīng)不一定是氧化反應(yīng),氧化反應(yīng)也不一定是化合反應(yīng)。3.緩慢氧化:物質(zhì)與氧氣發(fā)生的緩慢的氧化反應(yīng),常常不易察覺。=1\*GB3①常見的緩慢氧化有:呼吸作用,鐵的銹蝕,食物的腐爛,酒和醋的釀造,農(nóng)家肥的腐熟等等。=2\*GB3②燃燒和緩慢氧化的共同點:都有氧氣參加;都是氧化反應(yīng);都放熱。【易錯辨析】1.化合反應(yīng)與分解反應(yīng)是并列關(guān)系。2.化合反應(yīng)與氧化反應(yīng)是交叉關(guān)系。氧化反應(yīng)不一定是化合反應(yīng)(石蠟的燃燒生成了水和二氧化碳兩種物質(zhì)),化合反應(yīng)也不一定是氧化反應(yīng)(二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸)。3.有氧氣參加的反應(yīng)都屬于氧化反應(yīng)。五、工業(yè)制氧氣1.方法:分離液態(tài)空氣法2.原理:利用液態(tài)氧和液態(tài)氮的沸點不同,是物理變化。六、實驗室制氧氣1.實驗室制氧氣:(1)實驗裝置:包括發(fā)生裝置和收集裝置。(2)發(fā)生裝置的選擇依據(jù):根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。發(fā)生裝置包含:固固加熱型【選擇依據(jù):反應(yīng)物為固體,反應(yīng)條件需要加熱】和固液常溫型【選擇依據(jù):反應(yīng)物為固體和液體,反應(yīng)條件不需要加熱】。(3)收集裝置的選擇依據(jù):生成物的性質(zhì)。收集方法包含:排水法【選擇依據(jù):不易溶于水或難溶于水,且不與水反應(yīng)】、向上排空氣法【選擇依據(jù):密度大于空氣,且不與空氣的成分反應(yīng)】和向下排空氣法【選擇依據(jù):密度小于空氣,且不與空氣的成分反應(yīng)】。(4)收集方法補充(多功能瓶):(排水法:氣體從短管進(jìn)集氣瓶,水從長管排出)(排空氣法:【密度大于空氣】氣體從長管進(jìn)集氣瓶,空氣從短管排出;【密度小于空氣】氣體從短管進(jìn)集氣瓶,空氣從長管排出)(5)高錳酸鉀制氧氣【高錳酸鉀是一種暗紫色固體】a.符號表達(dá)式:b.發(fā)生裝置:固固加熱型。c.收集方法:向上排空氣法或排水法。d.實驗操作步驟:①連:連接裝置,先下后上,從左到右。②查:檢查裝置氣密性③裝:裝入藥品(藥匙或紙槽)試管口塞一團(tuán)棉花,防止加熱時試管內(nèi)粉末狀物質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)氣管,堵塞導(dǎo)管。④定:固定試管時,試管口應(yīng)略向下傾斜(防止冷凝水回流使試管炸裂)鐵夾夾在試管的中上部,導(dǎo)管伸入試管稍露出橡皮塞,利于產(chǎn)生的氣體排出。⑤點:加熱藥品,先使試管均勻受熱,后在固體藥品部位用酒精燈外焰加熱。⑥收:收集氣體。排水法收集:當(dāng)氣泡連續(xù)均勻冒出時開始收集;當(dāng)集氣瓶口有大氣泡冒出時,氧氣收集滿,在水下用玻璃片蓋住瓶口移出水槽,正放在桌面上。向上排空氣法收集:集氣瓶正放在桌面上,導(dǎo)管伸入集氣瓶底部(為了排盡瓶內(nèi)空氣),將帶火星的木條放在集氣瓶口,若復(fù)燃,則氧氣已收集滿。⑦移:將導(dǎo)管移出水面⑧熄:停止加熱先將導(dǎo)氣管移出水面,后熄滅酒精燈,防止水槽中的水倒流進(jìn)入試管中,使試管炸裂。(6)過氧化氫制氧氣【過氧化氫溶液是一種無色液體,二氧化錳是一種黑色粉末狀固體】a.符號表達(dá)式:b.發(fā)生裝置:固液常溫型。 c.收集方法:向上排空氣法或排水法。d.實驗操作步驟:①連:連接裝置。②查:檢查裝置氣密性③裝:向錐形瓶中加入二氧化錳固體。④定:塞好帶有長頸漏斗(或分液漏斗)和導(dǎo)管的雙孔塞。⑤向長頸漏斗(或分液漏斗)中加入過氧化氫溶液。⑥收:收集氣體?!疽族e提醒】①用長頸漏斗裝置制取時,長頸漏斗下端需要伸入液面以下,防止生成的氣體從長頸漏斗逸出②用長頸漏斗裝置制取的優(yōu)點:可以隨時添加液體藥品③用分液漏斗裝置制取的優(yōu)點:可以通過控制液體的滴加速率和滴加量,控制反應(yīng)速率,獲得平穩(wěn)氣流七、催化劑和催化作用1.催化劑:在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率,但本身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不變的物質(zhì)。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫作催化作用。二氧化錳、硫酸銅等物質(zhì)對過氧化氫的分解都有催化作用。一變:改變(加快或減慢)其它物質(zhì)的反應(yīng)速率———通過實驗對比探究2.催化劑的條件二不變化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)的前后不變———反應(yīng)結(jié)束后,繼續(xù)加入反應(yīng)物質(zhì)量在化學(xué)反應(yīng)的前后不變———反應(yīng)前后通過天平二次稱量【易錯提醒】①催化劑不能改變生成物的質(zhì)量②催化劑作為反應(yīng)的條件③一種催化劑只針對某一類或某一個反應(yīng),某一反應(yīng)的催化劑可能不只一種=4\*GB3④不是所有化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑題型一空氣中氧氣含量的測定(難點)【典例1】(24-25九年級上·甘肅酒泉·期中)用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量,下列說法正確的是A.點燃白磷后緩慢將燃燒匙插入瓶中,塞緊瓶塞B.用細(xì)鐵絲代替白磷進(jìn)行實驗,不會影響實驗結(jié)果C.不打開瓶塞,聚焦太陽光引燃足量白磷,實驗效果更好D.白磷熄滅后,迅速打開止水夾,不會影響實驗結(jié)果【答案】C【詳解】A、點燃白磷后快速將燃燒匙插入瓶中,塞緊瓶塞。點燃后燃燒匙插入集氣瓶慢,塞緊瓶塞之前,瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出,進(jìn)入的水的量應(yīng)大于集氣瓶體積的五分之一,故A錯誤;B、不能用細(xì)鐵絲代替白磷進(jìn)行實驗,鐵絲在空氣中不燃燒,有紅熱現(xiàn)象,故B錯誤;C、不打開瓶塞,聚焦太陽光引燃足量白磷,裝置氣密性好,實驗效果更好,故C正確,D、實驗結(jié)束后,集氣瓶中白磷熄滅冷卻,打開止水,未冷卻,打開止水夾,瓶內(nèi)氣壓較大,水進(jìn)入的就少,故D錯誤。故選C。方|法|點|撥1.?藥品選擇?:必須與空氣中的氧氣能反應(yīng),且只與氧氣反應(yīng),生成物中不能有氣體。不可用木炭或硫粉(會生成氣體干擾結(jié)果),不可選用鐵絲(不能在空氣中燃燒),不可選用鎂條(和空氣中的氧氣、氮氣、二氧化碳都能反應(yīng))。2.?操作細(xì)節(jié)?:裝置氣密性需嚴(yán)格檢查,止水夾必須夾緊;必須冷卻至室溫再打開止水夾,否則結(jié)果偏??;紅磷需過量以確保氧氣完全消耗;導(dǎo)管注滿水避免殘留誤差;快速操作減少氣體受熱逸出。3.誤差分析?結(jié)果偏小?:紅磷不足、裝置漏氣、未冷卻完全。?結(jié)果偏大?:止水夾未夾緊、塞緊瓶塞過慢。4.實驗結(jié)論:空氣中氧氣約占總體積的1/5;?剩余氣體性質(zhì)?:不支持燃燒、難溶于水?!咀兪?-1】如圖所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量,實驗前在集氣瓶內(nèi)加入少量水,并做上記號。下列說法中,不正確的是A.實驗時紅磷一定要過量B.可以用鐵絲代替紅磷做此實驗C.紅磷熄滅后立刻打開彈簧夾D.最終進(jìn)入瓶中水的體積約為氧氣的體積【答案】BC【詳解】A、測定空氣中氧氣含量實驗時紅磷要過量,能把氧氣全部耗盡,實驗結(jié)論精確,故選項說法正確;B、鐵絲在空氣中不能燃燒,所以不能用鐵絲代替紅磷做此實驗,故選項說法錯誤;C、紅磷燃燒的現(xiàn)象應(yīng)是產(chǎn)生大量的白煙,放出大量的熱,燃燒結(jié)束后立刻打開彈簧夾,由于集氣瓶內(nèi)的溫度還較高,剩余氣體會膨脹,進(jìn)入瓶內(nèi)的水體積就會小于1/5,所以紅磷熄滅后不能立刻打開彈簧夾,故選項說法錯誤;D、測定空氣中氧氣含量實驗是紅磷燃燒消耗掉氧氣,導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,打開彈簧夾,水會倒流進(jìn)瓶內(nèi),因此最終進(jìn)入瓶中水的體積約為氧氣的體積,故選項說法正確;故選:BC【變式1-2】以下為某化學(xué)興趣小組研究空氣組成的幾個實驗。
(1)小組同學(xué)改進(jìn)了教材中的實驗,利用如圖1所示的實驗裝置進(jìn)行實驗,根據(jù)信息回答下列各題。
整個集氣瓶的體積是c,裝置的氣密性良好,利用白磷燃燒消耗集氣瓶內(nèi)的氧氣。(注:白磷與紅磷燃燒的現(xiàn)象和產(chǎn)物均相同)待白磷燃燒熄滅,集氣瓶完全冷卻至室溫后,量出集氣瓶中水的體積是b。
①在白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中,集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是_____。
②若實驗測得氧氣的體積占空氣體積的五分之一,已知c為240mL,a=40mL,則b=_______mL。
(2)小組內(nèi)同學(xué)還對課本實驗進(jìn)行了如圖2所示的改進(jìn)。(已知試管容積為60mL)Ⅰ.實驗前,打開彈簧夾,將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處,然后松開手,若活塞仍能返回至20mL刻度處,則說明_____;
Ⅱ.實驗的操作步驟如下:①點燃酒精燈。②撤去酒精燈,待試管冷卻后松開彈簧夾。③將少量紅磷平裝入試管中,將40mL的注射器活塞置于20mL刻度處,并按圖2中所示的連接方式固定好,再將彈簧夾緊橡皮管。④讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)。
你認(rèn)為正確的實驗操作順序是_____(填序號)。實驗結(jié)束后注射器活塞將從20mL刻度處慢慢前移到約為_____mL刻度處才停止?!敬鸢浮?1)先降低后升高80(2)裝置氣密性良好③①②④8【詳解】(1)白磷燃燒時會放出大量的熱,集氣瓶內(nèi)空氣受熱體積膨脹,氣壓增大,使集氣瓶內(nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi);燃燒停止后,溫度下降,瓶內(nèi)氣壓減小,燒杯中的水會沿著玻璃管再流入集氣瓶內(nèi),所以集氣瓶內(nèi)水面變化情況是先降低后升高;白磷燃燒只消耗空氣中的氧氣,集氣瓶內(nèi)空氣為240mL-40mL=200mL,由于氧氣約占空氣總體積的之所以消耗掉氧氣的體積為40mL則燒杯中的水會進(jìn)入集氣瓶內(nèi)約40mL,所以集氣瓶內(nèi)水的總體積為40mL+40mL=80mL,故b=80mL;(2)實驗前,打開彈簧夾,將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處,然后松開手,若活塞仍能返回至20mL刻度處,則說明該裝置氣密性良好;該實驗的實驗原理是利用紅磷燃燒消耗密閉容器中的氧氣,生成固體物質(zhì),使反應(yīng)后容器中壓強(qiáng)小于大氣壓,從而出現(xiàn)水倒吸或活塞移動,倒吸入容器中水的體積或活塞向里運動的體積就是消耗的氧氣的體積。所以在實驗時的操作順序是先把紅磷放入試管中,將注射器活塞置于20mL刻度處,連接好裝置,并夾緊彈簧夾;再點燃酒精燈加熱至紅磷燃燒:撒去酒精燈,白煙消失后打開彈簧夾;讀取注射器活塞讀數(shù)。所以實驗操作順序是③①②④;已知試管容積為60mL,也就是封閉了60mL的空氣,氧氣約占空氣體積的之,氧氣體積約為12mL,開始時注射器活塞在20ml刻度處,氧氣減少12mL之后,最終活塞會在8mL刻度處停止。題型二空氣中氧氣含量測定的原理與裝置創(chuàng)新【典例2】(24-25九年級上·青海西寧·期中)如圖是一個具有刻度和活塞可滑動的玻璃容器,其中有空氣和足量的白磷(燃燒所需的最低溫度是40℃),將它放在盛有沸水的燒杯上方。下列說法錯誤的是A.該裝置可用于測定空氣中氧氣的含量B.實驗前要先檢查裝置的氣密性C.實驗過程中活塞會先向右移動,后向左移動,大約停在刻度8處D.實驗過程中可觀察到白磷燃燒產(chǎn)生大量的白色煙霧【答案】D【詳解】A、白磷燃燒消耗氧氣,生成固體,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,根據(jù)活塞移動的情況可以測定空氣中氧氣的含量,故選項說法正確;B、有氣體參與的實驗,實驗前都要先檢査裝置的氣密性,防止裝置漏氣影響實驗結(jié)果,故選項說法正確;C、白磷燃燒時放出大量的熱,使裝置內(nèi)氣體膨脹,壓強(qiáng)增大,活塞先向右移動;燃燒結(jié)束后,氧氣被消耗,裝置內(nèi)氣體冷卻,壓強(qiáng)減小,活塞向左移動。因為氧氣約占空氣體積的五分之一,所以活塞大約停在刻度8處,故選項說法正確:D、白磷燃燒產(chǎn)生大量的白煙,煙是固體小顆粒,霧是小液滴,白磷燃燒生成的五氧化二磷是固體,所以是白煙不是白色煙霧,故選項說法錯誤;故選:D。方|法|點|撥1.?銅絲加熱法?使用銅絲替代紅磷,加熱后與氧氣反應(yīng)生成氧化銅,通過注射器活塞移動量計算氧氣體積。?優(yōu)點?:無污染、結(jié)果精確(如某組實驗測得氧氣體積分?jǐn)?shù)為19.2%)。?關(guān)鍵操作?:需確保銅絲足量且裝置氣密性良好(檢查方法:推動注射器觀察氣球變化)。?關(guān)鍵技巧:注射器初始位置需調(diào)整至玻璃管容積的1/5(如100mL玻璃管對應(yīng)20mL注射器)。?結(jié)果偏低?:銅粉不足、裝置漏氣、未冷卻至室溫讀數(shù);紅磷量不足或未完全燃燒。2.脫氧劑法?利用脫氧劑粉末常溫反應(yīng),通過玻璃管內(nèi)水滴移動距離計算氧氣含量。?數(shù)據(jù)示例?:三次實驗平均測得氧氣含量為20.94%或20.98%。?改進(jìn)點?:粉末需平鋪以增大接觸面積,避免分布不緊密導(dǎo)致誤差。?結(jié)果偏高?:脫氧劑粉末分布不緊密導(dǎo)致初始?xì)怏w體積誤判。?關(guān)鍵技巧:需靜置至水滴不再移動,確保反應(yīng)完全。3.?雙注射器紅磷法?通過交替推拉注射器使紅磷與空氣充分接觸,冷卻后讀取氣體體積變化。?注射器作用?調(diào)節(jié)壓強(qiáng)(防止氣體膨脹泄漏)、讀取體積、促進(jìn)空氣與紅磷混合。創(chuàng)新優(yōu)勢:相比傳統(tǒng)集氣瓶法,雙注射器法?操作更靈活?,可通過推拉活塞加速反應(yīng),且讀數(shù)更精確?!咀兪?-1】(24-25九年級上·廣東清遠(yuǎn)·期中)化學(xué)小組發(fā)現(xiàn)食品包裝中的脫氧劑能吸收氧氣且反應(yīng)后只生成固體,于是利用如下實驗測定空氣中氧氣的含量。取一根有機(jī)玻璃管,用橡膠塞將一端密封。將食品脫氧劑粉末迅速裝入有機(jī)玻璃管,立即向管口注入一滴水將其密封,水滴的右端標(biāo)為M,彈動玻璃管使粉末分布均勻且緊密,脫氧劑的左端標(biāo)為O,如圖甲所示。水平滾動玻璃管,使粉末平鋪在玻璃管中,靜置至水滴不再移動,水滴的右端標(biāo)為N,如圖乙所示。用刻度尺測量出OM段和ON段的長度分別為L1和L2。下列說法正確的是A.在方便操作的前提下實驗中使用的玻璃管越粗,實驗結(jié)果越準(zhǔn)確B.若忽略反應(yīng)前后食品脫氧劑體積的變化,上述實驗測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為C.若反應(yīng)后食品脫氧劑的體積變大,會使測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小D.若食品脫氧劑在裝入有機(jī)玻璃管之前吸收了氧氣,會使測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏大【答案】C【詳解】A、在方便操作的前提下實驗中使用的玻璃管越細(xì),實驗數(shù)據(jù)越精確,實驗結(jié)果越準(zhǔn)確,故選項說法錯誤。B、若忽略反應(yīng)前后食品脫氧劑體積的變化,上述實驗測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為“-x100%,故選項說法錯誤C、若反應(yīng)后食品脫氧劑的體積變大,會導(dǎo)致測量出ON段的長度偏大,則會使測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小,故選項說法正確。D、若食品脫氧劑在裝入有機(jī)玻璃管之前吸收了氧氣,會造成吸收的氧氣的體積偏少,會使測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小,故選項說法錯誤。故選:C?!咀兪?-2】實驗是科學(xué)探究的重要方法,為測定空氣里氧氣的含量,甲、乙兩位同學(xué)用如圖1所示的裝置分別進(jìn)行了實驗探究。(1)甲同學(xué):點燃紅磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞,待紅磷燃燒停止并冷卻后,打開止水夾,觀察到集氣瓶中現(xiàn)象為:___________。
(2)查閱資料得知:銅粉在加熱條件下只與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),生成黑色的氧化銅固體。乙同學(xué)又設(shè)計了如圖兩種裝置測定空氣中氧氣含量,請結(jié)合圖示回答有關(guān)問題。①裝置一和裝置二中氣球的位置不同,你認(rèn)為___________(填“裝置一”或“裝置二”)更合理。
②用合適的裝置進(jìn)行實驗,并記錄了如下實驗數(shù)據(jù)硬質(zhì)玻璃管(或具支試管)中空氣的體積反應(yīng)前注射器中空氣體積充分反應(yīng)后注射器中氣體體積實驗測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)25mL15mL9mL?根據(jù)實驗數(shù)據(jù)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為___________,該實驗與圖1實驗相比,優(yōu)點主要是:___________(答一點即可)。
(3)以下是乙同學(xué)對自己實驗結(jié)果的分析,其中解釋不合理的是___________(填序號)。A.可能是使用的銅粉過量B.可能是沒有反復(fù)推、拉注射器的活塞,裝置內(nèi)氧氣沒有充分反應(yīng)C.可能是沒有冷卻至室溫就讀數(shù)D.可能是裝置氣密性不好,冷卻時外界空氣進(jìn)入。【答案】(1)集氣瓶中吸入水的體積約占集氣瓶剩余體積的五分之一(2)裝置二15%實驗結(jié)果更準(zhǔn)確、更環(huán)保(答案合理即可)(3)A詳解)(1)紅磷然燒消耗氧氣,生成五氧化二磷固體,使得裝置內(nèi)氣體減少,壓強(qiáng)減小,則紅磷燃燒停止并冷卻后,打開止水夾,燒杯中的水被壓》集氣瓶中,由于氧氣約占空氣總體積的五分之一,所以觀察到集氣瓶中現(xiàn)象為:集氣瓶中吸入水的體積約占集氣瓶剩余體積的五分之一。故填:集氣瓶中吸入水的體積約占集氣瓶剩余體積的五分之一(2)①裝置一和裝置二中氣球的位置不同,其中裝置二更合理,是因為氣球裝在硬質(zhì)玻璃管的后部,便于空氣流動,能使氧氣與銅充分接觸,反應(yīng)更徹底。故填:裝置二。②銅與氧氣在加熱條件下反應(yīng)生成氧化銅,氣體減少,壓強(qiáng)減小,則反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后,注射器活塞向右移,則注射器中減少的氣體體積為銅反應(yīng)消耗的氧氣體積,反應(yīng)前空氣的總體積為硬質(zhì)玻璃管中空氣體積與注射器中空氣體積之和,即為:25mL+15mL=40mL,消耗氧氣的體積為:15mL-9mL=6mL,所以該實驗測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為6mL40mL×100%=(3)由第(2)小問分析可知,乙同學(xué)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為15%,結(jié)果偏小。A.銅粉過量是保證氧氣完全反應(yīng)的條件,充分消耗裝置內(nèi)的氧氣,使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確,因此使用的銅粉過量是正確操作,不會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏小,該解釋不合理,符合題意,故A正確;B.沒有反復(fù)推、拉注射器的活塞,裝置內(nèi)氧氣沒有充分反應(yīng),會導(dǎo)致測定結(jié)果偏小,該解釋合理,不符合題意,故B錯誤C.沒有冷卻至室溫就讀數(shù),裝置內(nèi)氣體受熱膨脹占據(jù)了一部分體積,會導(dǎo)致測定結(jié)果偏小,該解釋合理,不符合題意,故C錯誤,D.裝置氣密性不好,冷卻時外界空氣進(jìn)入,會導(dǎo)致測定結(jié)果偏小,該解釋合理,不符合題意,故D錯誤。故選:A。題型三空氣中氧氣含量測定的數(shù)字化實驗【典例3】(24-25九年級上·四川成都·期末)探究小組用圖1裝置測定空氣中氧氣的含量,壓強(qiáng)變化如圖2,氧氣體積分?jǐn)?shù)變化如圖3,下列說法不正確的是A.圖1中水的作用是吸收五氧化二磷和降溫B.圖2壓強(qiáng)減小,說明紅磷燃燒消耗氧氣C.圖3說明紅磷或白磷熄滅后反應(yīng)立即停止D.該實驗說明白磷代替紅磷,測定結(jié)果更接近真實值【答案】C【詳解】A、紅磷(或白磷)燃燒生成五氧化二磷,且反應(yīng)放熱,因此圖1中水的作用是吸收五氧化二磷和隆溫,故A不符合題意;B、由圖2可知,反應(yīng)后裝置內(nèi)的壓強(qiáng)減小,裝置內(nèi)氣體含量減小,因此說明紅磷燃燒消耗氧氣,故B不符合題意;C、由圖3可知,在火焰熄滅后,裝置內(nèi)氧氣的體積分?jǐn)?shù)還在減小,說明反應(yīng)沒有立即停止,故C符合題意;D、由圖3可知,白磷消耗的氧氣更多,因此該實驗說明白磷代替紅磷,測定結(jié)果更接近真實值,故D不符合題意,故選C。方|法|點|撥1.實驗原理通過紅磷燃燒消耗密閉容器(如集氣瓶)中的氧氣,利用傳感器實時監(jiān)測壓強(qiáng)或氧氣濃度變化,結(jié)合數(shù)據(jù)軟件分析氧氣體積分?jǐn)?shù)。傳統(tǒng)實驗通過水位變化計算,而數(shù)字化實驗直接顯示動態(tài)數(shù)據(jù)曲線。2.實驗裝置與步驟?核心器材?:集氣瓶、壓強(qiáng)/氧氣傳感器、智能數(shù)字實驗盤、紅磷、高壓電源等。?操作流程?:搭建裝置:固定集氣瓶與燒杯,加入標(biāo)記水量的水,連接傳感器并校準(zhǔn)。數(shù)據(jù)采集:點燃紅磷后迅速密封,傳感器實時記錄壓強(qiáng)或氧氣濃度變化。數(shù)據(jù)分析:通過軟件生成“時間-壓強(qiáng)”曲線,計算氧氣消耗量。3.關(guān)鍵數(shù)據(jù)與現(xiàn)象?壓強(qiáng)曲線分析?:BC段:紅磷燃燒放熱導(dǎo)致氣體膨脹,壓強(qiáng)短暫升高。CD段:氧氣消耗且溫度下降,壓強(qiáng)逐漸降低。D點:冷卻至室溫,準(zhǔn)備打開止水夾。?氧氣體積分?jǐn)?shù)?:通常測得約19.66%-21%,誤差可能源于未完全消耗氧氣或裝置氣密性。4.實驗注意事項?紅磷需足量?:確保完全消耗氧氣,否則結(jié)果偏低。?冷卻至室溫?:避免溫度影響壓強(qiáng)讀數(shù)。?傳感器校準(zhǔn)?:實驗前需校準(zhǔn)氧氣傳感器,確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。5.數(shù)字化實驗優(yōu)勢?實時性?:動態(tài)顯示數(shù)據(jù)變化,如壓強(qiáng)、溫度、氧氣濃度曲線。?精確性?:減少人為讀數(shù)誤差,支持多參數(shù)同步分析。?可視化?:通過圖表直觀理解反應(yīng)進(jìn)程,如BC段與CD段的壓強(qiáng)變化原因。【變式3-1】(24-25九年級上·湖南衡陽·期中)化學(xué)興趣小組想探究用不同物質(zhì)在空氣中燃燒測定氧氣含量方法的優(yōu)劣,他們用足量蠟燭和白磷分別在相同體積與狀態(tài)的空氣中燃燒,用氧氣傳感器測定密閉容器中氧氣體積分?jǐn)?shù)與時間的關(guān)系如圖。下列正確的是A.測定空氣中氧氣含量效果最好的是蠟燭,因為它反應(yīng)速率快B.白磷用量越多,測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)越大C.燃燒后,兩容器中氧氣均未耗盡,白磷耗氧量較多D.白磷熄滅后立即打開止水夾觀察水進(jìn)入瓶內(nèi)體積【答案】C【詳解】A、由圖可知,白磷燃燒后,密閉容器內(nèi)氧氣的體積分?jǐn)?shù)最小,說明消耗氧氣更徹底,測定空氣中氧氣含量效果最好的是白磷,故A錯誤;8、瓶內(nèi)空氣中的氧氣含量是固定的,白磷應(yīng)足量,目的是完全消耗瓶,內(nèi)氧氣,當(dāng)氧氣消耗完后,剩余白磷不再發(fā)生反應(yīng),氧氣體積分?jǐn)?shù)不再變化,并不是白磷用量越多,測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)越大,故B錯誤;C、燃燒后,兩容器中氧氣的體積分?jǐn)?shù)分別為15.46%、3%,所以兩容器中氧氣均未耗盡,且白磷耗氧量較多,故C正確;D、白磷熄滅后,裝置沒有冷卻至室溫就立即打開止水夾,剩余氣體受熱膨脹,水倒流入集氣瓶的體積偏小,導(dǎo)致實驗結(jié)果偏小,應(yīng)該冷卻至室溫后打開止水夾,觀察水進(jìn)入瓶內(nèi)體積,故D錯誤。故選C?!咀兪?-2】測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。(1)圖1實驗原理:由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣,使瓶內(nèi)_______減小,燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的_______良好,操作規(guī)范,用量筒測量進(jìn)入瓶中水的體積,能粗略測得空氣中氧氣的含量。該反應(yīng)的文字表達(dá)式為_______,現(xiàn)象為_______。
(2)若實驗后發(fā)現(xiàn)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于,可能的原因有:_______(寫一點)。
(3)實驗中利用傳感器技術(shù)定時測定了圖1裝置內(nèi)的壓強(qiáng)、溫度和氧氣濃度,三條曲線的變化趨勢如圖5所示。①其中Y曲線表示的是_______(填“溫度”或“氧氣濃度”)。
②結(jié)合X、Y兩條曲線,圖5中段壓強(qiáng)變化的主要原因是_______。
(4)圖2裝置的優(yōu)點是_______(寫1點)。
(5)圖3能否用來測定空氣中氧氣的含量:_______(填“能”或“否”),原因是_______。該反應(yīng)的文字表達(dá)式為_______。
(6)用如圖4,實驗時先在實際容積為250mL的集氣瓶中裝進(jìn)50mL的水,在粗銅絲末端的銅勺中放足量白磷,點燃酒精燈加熱銅絲一端,白磷燃燒。實驗中主要利用銅的導(dǎo)熱性。若實驗成功,最終集氣瓶中水的體積約為_______mL?!敬鸢浮?1)氣壓氣密性紅磷+氧氣五氧化二磷紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙,放出熱量,冷卻后打開彈簧夾,有水進(jìn)入集氣瓶,且進(jìn)入瓶內(nèi)水的體積約為瓶內(nèi)原空氣體積的五分之一(2)紅磷量不足(合理即可)(3)氧氣濃度磷燃燒放熱,使瓶內(nèi)氣體受熱膨脹導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓增大的幅度大于因氧氣被消耗而使瓶內(nèi)氣壓減小的幅度(4)實驗過程中不需要打開活塞,實驗數(shù)值更準(zhǔn)確(5)否木炭燃燒生成二氧化碳,不會使集氣瓶內(nèi)氣壓減小碳+氧氣二氧化碳(6)90【詳解】(1)紅磷燃燒消耗了瓶內(nèi)氧氣,使瓶內(nèi)氣壓減小,燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好,操作規(guī)范,用量筒測量進(jìn)入瓶中水的體積,能粗略測得空氣中氧氣的含量。該反應(yīng)的文字表達(dá)式為:紅磷+氧氣五氧化二磷,紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙,放出熱量,冷卻后打開彈簧夾,有水進(jìn)入集氣瓶,且進(jìn)入瓶內(nèi)水的體積約為瓶內(nèi)原空氣體積的五分之一;(2)裝置漏氣(進(jìn)入水時外部氣體進(jìn)入,進(jìn)入水量偏少)、紅磷量不足(不能將氧氣完全消耗)、沒有等溫度冷卻到室溫就打開了止水夾(氣體膨脹進(jìn)入水量偏小)、導(dǎo)氣管內(nèi)沒注水(導(dǎo)管中的水占有一部分體積,進(jìn)入集氣瓶中的水的體積偏少)、紅磷中含有燃燒后產(chǎn)生氣體的雜質(zhì)這些問題都能導(dǎo)致測量值偏低;(3)①由于Y曲線整體呈降低趨勢,所以其表示的是氧氣的濃度;②X曲線先升高后下降,最后與開始時的縱坐標(biāo)基本一致,表示溫度,BC段壓強(qiáng)增大,對應(yīng)溫度變化是溫度升高,對應(yīng)氧氣含量的變化是下降所以BC段壓強(qiáng)變化的主要原因是磷燃燒放熱,使瓶內(nèi)氣體受熱膨脹導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓增大的幅度大于因氧氣被消耗而使瓶內(nèi)氣壓減小的幅度;(4)圖2實驗裝置不需要打開活塞,優(yōu)點是裝置氣密性好,實驗數(shù)值更準(zhǔn)確,不污染空氣;(5)木炭燃燒生成二氧化碳,不會使集氣瓶內(nèi)氣壓減小,故圖3不能用來測定氧氣的含量,木炭燃燒的文字表達(dá)式為:碳+氧氣二氧化碳;(6)集氣瓶的容積為250mL,預(yù)先裝有50ml的水,所以瓶內(nèi)有空氣200mL的空氣,白磷燃消耗掉氧氣的體積約為200mL×1/5=40mL,所以打開止水夾后有40mL水進(jìn)入集氣瓶,所以若實驗成功,最終集氣瓶中水的體積約為50mL+40mL=90mL.題型四空氣的成分、用途與保護(hù)【典例4】(24-25九年級上·廣東深圳·期中)空氣是人類寶貴的自然資源,下列說法不正確的是A.空氣質(zhì)量監(jiān)測站對臭氧、一氧化碳等空氣污染物進(jìn)行測量,級別越大,質(zhì)量越好B.氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑,可充入食品包裝袋中防腐C.稀有氣體通電能發(fā)光,可制成霓虹燈D.高溫天氣時,空調(diào)房窗戶玻璃外有小水珠,說明空氣中有水蒸氣【答案】A【詳解】A、空氣質(zhì)量監(jiān)測站對奧氧、一氧化碳等污染物進(jìn)行測量,使用空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)表示污染程度;AQ級別越大,表示污染物濃度越高,空氣質(zhì)量越差,說法錯誤,符合題意;B、氮氣占空氣體積約78%,化學(xué)性質(zhì)不活潑(不易與其他物質(zhì)反應(yīng)),可隔絕氧氣,防止食品氧化變質(zhì),常用于食品包裝袋防腐,說法正確,不符合題意;C、稀有氣體(如氖、氫)在通電時發(fā)出特定顏色的光(如氖發(fā)紅光),利用此性質(zhì)可制成霓虹燈,說法正確,不符合題意;D、高溫天氣時,空調(diào)房內(nèi)冷、外熱,外部空氣中的水蒸氣遇冷玻璃凝結(jié)成小水珠,說明空氣中含有水蒸氣,說法正確,不符合題意。故選A方|法|點|撥空氣成分比例?:氧氣為21%,指體積分?jǐn)?shù),不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)稀有氣體含量?:稀有氣體約占0.94%而非1%二氧化碳作用?:是溫室氣體,但不算空氣污染物?!咀兪?-1】空氣是人類寶貴的自然資源,下列關(guān)于空氣的說法正確的是A.按照質(zhì)量計算,空氣中的氮氣約占78%B.二氧化碳在空氣中含量增大會引起溫室效應(yīng),屬于空氣污染物C.空氣質(zhì)量指數(shù)越高,代表空氣質(zhì)量越好D.氮氣可以用作保護(hù)氣,利用了它的化學(xué)性質(zhì)【答案】D【詳解】A.應(yīng)改為按照體積計算,空氣中的氮氣約占78%,即78%是空氣中氮氣的體積分?jǐn)?shù),不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。A錯誤;B.二氧化碳在空氣中含量增大會引起溫室效應(yīng),這是正確的。但空氣污染物通常指直接危害人類健康或環(huán)境的物質(zhì),如二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、臭氧(03)和可吸入顆粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5)等。二氧化碳是空氣的正常成分,屬于溫室氣體,但未被列為空氣污染物。B錯誤;C.空氣質(zhì)量指數(shù)(AQ)是衡量空氣污染程度的指標(biāo),數(shù)值越高表示污染越嚴(yán)重,空氣質(zhì)量越差。例如:AQI0-50:優(yōu);AQI51-100:良;AQI101-150:輕度污染。因此,AQI越高,空氣質(zhì)量越差。C錯誤;D.氨氣常用作保護(hù)氣(如食品包裝、燈泡填充),因為它化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。這種穩(wěn)定性屬于化學(xué)性質(zhì)(如不助燃、不活潑)。D正確。故選D?!咀兪?-2】空氣是一種寶貴的資源,下列關(guān)于空氣成分的性質(zhì)和用途說法不合理的是選項用途性質(zhì)A氧氣用于氣割,氣焊氧氣具有助燃性B液氮用于冷凍麻醉手術(shù)液氮汽化吸熱C稀有氣體制作霓虹燈不同的稀有氣體顏色不同D氦氣可以用于填充汽艇密度小,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定【答案】C【詳解】A、氧氣用于氣割、氣焊,是因為氧氣具有助燃性,能支持燃料劇烈燃燒,放出大量熱,使金屬熔化,該選項說法合理;B、液氮汽化時會吸收大量的熱,能使周圍溫度降低,可用于冷凍麻醉手術(shù),該選項說法合理;C、稀有氣體制作霓虹燈,是因為稀有氣體在通電時能發(fā)出不同顏色的光,而不是稀有氣體本身顏色不同,該選項說法不合理,D、氦氣密度小,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),所以可以用于填充汽艇,該選項說法合理。故選C。題型五純凈物與混合物的判斷【典例5】(24-25九年級上·甘肅天水·期中)下列都是與生活相關(guān)的物質(zhì),其中屬于純凈物的是A.澄清石灰水B.石油C.體溫計中的水銀D.食醋【答案】C【詳解】純凈物只含一種物質(zhì),混合物含有兩種或兩種以上物質(zhì)。A、澄清石灰水是氫氧化鈣溶于水形成的溶液,其中包含水和氣氧化鈣,屬于混合物,選項錯誤B、石油含有多種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等物質(zhì),屬于混合物,不屬于純凈物,選項錯誤;C、體溫計中的水銀是金屬汞,只含有汞這一種物質(zhì),屬于純凈物,選項正確,D、食醋是醋酸的水溶液,通常還含有水、色素、香料等成分,不屬于純凈物,選項錯誤。故選:C?!咀兪?-1】(24-25九年級上·寧夏銀川·期中)下列各組物質(zhì)中,前者屬于純凈物,后者屬于混合物的是A.蒸餾水、澄清石灰水 B.冰水混合物、四氧化三鐵C.潔凈的空氣、河水 D.生理鹽水、氮氣【答案】A【詳解】A、蒸餾水中只含有水,屬于純凈物;澄清石灰水中含氫氧化鈣和水,屬于混合物,該選項符合題意;B、冰是水的固態(tài)形式,冰水混合物中只含有水,四氧化三鐵中只含一種物質(zhì),均屬于純凈物,該選項不符合題意;C、潔凈的空氣中含有氮氣和氧氣等多種物質(zhì),河水中含有水、微生物、可溶性雜質(zhì)等多種物質(zhì),均屬于混合物,該選項不符合題意,D、生理鹽水中含有氯化鈉和水,屬于混合物;氮氣中只含一種物質(zhì),屬于純凈物,該選項不符合題意。故選A?!咀兪?-2】(24-25九年級下·四川眉山·期中)掌握常用儀器的特征和用途,有利于開展化學(xué)學(xué)習(xí)和研3.世間萬物種類繁多,但宏觀上根據(jù)組成可將物質(zhì)進(jìn)行分類。
(1)物質(zhì)分類:純凈物和混合物屬于如圖關(guān)系中的___________關(guān)系。(2)以下物質(zhì)屬于混合物的有
___________(填序號)。
①潔凈的空氣
②冰水混合物
③稀有氣體
④液氧⑤二氧化碳⑥75%的醫(yī)用酒精
(3)下列四組物質(zhì)中,均有一種與其他三種所屬類別不同,請在下列橫線上填寫出這種物質(zhì)的名稱:氧氣、氦氣、二氧化碳、稀有氣體:___________;井水、自來水、蒸餾水、食鹽水:___________?!敬鸢浮?1)并列(2)①③⑥(3)稀有氣體蒸餾水【詳解】(1)物質(zhì)可以分為純凈物和混合物,混合物是由兩種或兩種以上物質(zhì)混合而成,純凈物由一種物質(zhì)組成,純凈物和混合物屬于并列關(guān)系,故填寫:并列。(2)①潔凈的空氣中含有氮氣、氧氣等多種物質(zhì),屬于混合物;②冰是固態(tài)的水,冰水混合物是由水一種物質(zhì)組成的,屬于純凈物,③稀有氣體中含有氦氣、氖氣、氬氣等多種物質(zhì),屬于混合物;④液氧是液態(tài)的氧氣,是由氧氣一種物質(zhì)組成,屬于純凈物;⑤二氧化碳由一種物質(zhì)組成,屬于純凈物;⑥75%的醫(yī)用酒精由酒精和水兩種物質(zhì)組成,屬于混合物,所以,其中屬于混合物的是①③⑥,故填寫:①③⑥。(3)氧氣、氦氣、二氧化碳中均只含一種物質(zhì),屬于純凈物,稀有氣體中含有氨氣、氖氣、氬氣等多種物質(zhì),屬于混合物,則稀有氣體與其他三種不同,故填寫:稀有氣體;井水、自來水、食鹽水中均含有水和其他溶于水的物質(zhì),屬于混合物,蒸餾水只含有水一種物質(zhì),為純水,屬于純凈物,則蒸餾水與其他三種不同,故填寫:蒸餾水。題型六空氣的污染與防治【典例6】(24-25九年級上·海南??凇て谥校┫铝嘘P(guān)于空氣及其成分的說法中,正確的是A.稀有氣體沒有任何使用價值B.空氣污染指數(shù)越大、質(zhì)量級別越高說明空氣質(zhì)量越好C.目前計入空氣污染指數(shù)的有害氣體主要包括、、以及臭氧等D.空氣中氧氣含量較高且化學(xué)性質(zhì)活潑【答案】D【詳解】A、稀有氣體含量很少,但是用途廣泛,如稀有氣體通電時能發(fā)出不同顏色的光,可用于制作不同用途的電光源,不符合題意;B、空氣污染指數(shù)(如AQI)是衡量空氣質(zhì)量的指標(biāo),空氣污染指數(shù)越大,質(zhì)量級別越高,說明污染物越多,說明空氣質(zhì)量越差,不符合題意;C、二氧化硫、二氧化氮均能與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì),均會導(dǎo)致酸雨的發(fā)生,臭氧具有強(qiáng)氧化性,它們均屬于空氣污染物,二氧化碳是空氣的組成成分之一,不屬于空氣污染物,不符合題意;D、氧氣約占空氣體積的21%,含量較高,且氧氣化學(xué)性質(zhì)比較活潑,能與許多物質(zhì)反應(yīng),符合題意。故選D?!咀兪?-1】(24-25九年級上·廣東江門·期中)下列關(guān)于氧氣的說法錯誤的是A.可用于醫(yī)療急救B.可用于富氧煉鋼C.能和紅磷反應(yīng)D.可用作燃料【答案】D【詳解】A、氧氣能供給呼吸,可用于醫(yī)療急救,選項正確;B、氧氣支持燃燒,可用于富氧煉鋼,選項正確;C、氧氣支持燃燒,能點燃和紅磷反應(yīng),選項正確;D、氧氣具有助燃性,但不具有可燃性,不能作為燃料,選項錯誤;故選:D?!咀兪?-2】(24-25九年級上·湖南永州·期中)加強(qiáng)對空氣質(zhì)量的監(jiān)測是保護(hù)環(huán)境的一項重要措施,下表是某市一年四季空氣質(zhì)量監(jiān)測的平均數(shù)據(jù),請你據(jù)表回答下列問題??晌腩w粒物()氮氧化合物(等)二氧化硫()空氣質(zhì)量級別春季884044II夏季673336I秋季904654II冬季986960Ⅲ(1)空氣質(zhì)量最差的季節(jié)是_________。
(2)人類需要潔凈的空氣,目前我國空氣質(zhì)量日報中的污染物包括_________(可多選,填序號)。
a、可吸入顆粒物
b.臭氧
c.二氧化氮
d.二氧化碳
(3)為改善空氣質(zhì)量,下列做法正確的是_________(可多選,填序號)。A.減少化石燃料的使用B.適當(dāng)控制機(jī)動車使用C.關(guān)閉所有廠礦企業(yè)、禁止燒煤D.加強(qiáng)建筑工地、道路揚塵監(jiān)管【答案】(1)冬季(2)abc(3)ABD【詳解】(1)空氣質(zhì)量級別越大,空氣質(zhì)量越差,故空氣質(zhì)量最差的季節(jié)是冬季;(2)a、可吸入顆粒物會導(dǎo)致霧霾等的發(fā)生,屬于空氣污染物,符合題意;b、臭氧具有強(qiáng)氧化性,屬于空氣污染物,符合題意;C、二氧化氮能與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì),導(dǎo)致酸雨的發(fā)生,屬于空氣污染物,符合題意;d、二氧化碳是空氣的組成成分之一,不屬于空氣污染物,不符合題意。故選abc;(3)A、減少化石燃料的使用,可以減少污染物的排放,減少空氣污染,符合題意;B、適當(dāng)控制機(jī)動車使用,可以減少化石燃料的使用,減少污染物的排放,減少空氣污染,符合題意;C、廠礦企業(yè)可以解決就業(yè),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等,不能關(guān)閉所有廠礦企業(yè)、禁止燒煤,可以合理使用煤,加強(qiáng)企業(yè)管理,減少污染等,不符合題意;D、加強(qiáng)建筑工地、道路揚塵監(jiān)管,可以減少污染物的排放,減少空氣污染,符合題意。故選ABD。題型七氧氣的性質(zhì)與用途【典例7】(24-25九年級上·四川成都·期中)下列關(guān)于燃燒現(xiàn)象的描述,正確的是A.木炭在氧氣中燃燒,產(chǎn)生大量的白煙B.蠟燭在空氣中燃燒,產(chǎn)生二氧化碳C.紅磷在氧氣中燃燒,發(fā)出淡藍(lán)色火焰D.鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射【答案】D【詳解】A、木炭在氧氣中劇烈燃燒,發(fā)出白光,放熱,生成無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體,故選項錯誤B、蠟燭在空氣中燃燒,產(chǎn)生二氧化碳是實驗結(jié)論,不是實驗現(xiàn)象,故選項錯誤;C、紅磷在氧氣中燃燒,產(chǎn)生大量白煙,并放出熱量,故選項錯誤,D、鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,放出熱量,生成黑色固體,故選項正確,故選D。方|法|點|撥1.?助燃性≠可燃性?:氧氣是助燃劑,本身不可燃燒,需明確區(qū)分。2.?反應(yīng)現(xiàn)象混淆?:木炭燃燒:在氧氣中發(fā)出白光,生成使石灰水變渾濁的氣體(CO?)。硫燃燒:空氣中淡藍(lán)色火焰,氧氣中藍(lán)紫色火焰,生成刺激性氣體(SO?)。鐵絲燃燒:需預(yù)先鋪細(xì)沙或水,防止高溫熔融物炸裂瓶底。3.?緩慢氧化?:如金屬銹蝕、食物腐敗等,雖不劇烈但放熱,屬于氧化反應(yīng)?!咀兪?-1】
(24-25八年級下·山東德州·期中)用如圖分別為硫、木炭、鐵絲燃燒實驗。(1)甲中反應(yīng)的文字表達(dá)式為_____,實驗現(xiàn)象為_____。
(2)甲和丙中的水哪一個可以用細(xì)沙來代替_____(“甲”或“丙”),乙中燃燒之后往里面倒入澄清石灰水觀察到_____現(xiàn)象,證明生成了_____(寫化學(xué)式)。
(3)丙中做細(xì)鐵絲在盛有氧氣的集氣瓶中燃燒的實驗時需要:①預(yù)先在集氣瓶底部留有少量水或鋪一層細(xì)沙,作用是_____;②將細(xì)鐵絲下端系一根火柴,作用是_____;③細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象是_____;④反應(yīng)的基本類型是_____?!敬鸢浮?1)硫+氧氣二氧化硫產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰,放出熱量,生成有刺激性氣味的氣體。(2)丙澄清石灰水變渾濁CO2(3)防止高溫熔化物濺落炸裂瓶底引燃鐵絲劇烈燃燒,火星四射,放出熱量,生成黑色固體化合反應(yīng)【詳解】(1)甲中是硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫,文字表達(dá)式為硫+氧氣二氧化硫;硫在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒更劇烈,現(xiàn)象是:產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰,放出熱量,生成有刺激性氣味的氣體。(2)甲中集氣瓶底部的水是為了吸收有毒的二氧化硫,防止污染空氣,細(xì)沙不能吸收二氧化硫,不能替代,丙中集氣瓶底部留少量水或鋪細(xì)沙是為了防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底,所以丙中的水可以用細(xì)沙代替;乙中木炭在氧氣中燃燒生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁;木炭燃燒生成二氧化碳,其化學(xué)式為CO2.(3)細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒劇烈,火星四射,生成的高溫熔融物濺落易使集氣瓶底炸裂,所以預(yù)留少量水或鋪細(xì)沙起防護(hù)作用;火柴燃燒放熱,能使細(xì)鐵絲達(dá)到著火點,從而引燃細(xì)鐵絲;細(xì)鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,放出熱量,生成黑色固體;細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的文字表達(dá)式為:鐵+氧氣四氧化三鐵,是由兩種物質(zhì)生成一種物質(zhì)的反應(yīng),符合化合反應(yīng)"多變一”的特征,屬于化合反應(yīng)。【變式7-2】根據(jù)以下材料回答問題。
Ⅰ.打鐵花(如圖1)是流傳于豫晉地區(qū)的民間傳統(tǒng)煙火,國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一表演者將高溫鐵水擊向高空后,鐵水便會迅速化為粉碎的微小鐵屑。在向上或向下飛舞的過程中,微小的鐵屑在空中燃燒并冷卻。Ⅱ.圖2是鐵絲分別在空氣中和氧氣中反應(yīng)的情況比較。
Ⅲ.下表是不同形狀的鐵與不同濃度的氧氣反應(yīng)的情況比較:序號鐵形狀氧氣濃度反應(yīng)情況①鐵屑空氣劇烈燃燒,生成黑色固體②鐵絲空氣發(fā)紅,不燃燒③鐵絲純氧氣劇烈燃燒,生成黑色固體(1)“打鐵花”前,需將鐵塊熔化為1600℃左右的鐵水,鐵塊熔化成鐵水發(fā)生的是
_______
(填“物理”或“化學(xué)”)變化。
(2)打鐵花時鐵屑在空中燃燒的文字表達(dá)式為______。
(3)圖2中集氣瓶底部少量水的作用是______。
(4)比較表中①和②,可得出的結(jié)論是:化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生(或反應(yīng)的劇烈程度)與_____(填序號,下同)有關(guān)。比較表中②和③,可得出的結(jié)論是:化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生(或反應(yīng)的劇烈程度)與_____有關(guān)。
A溫度
B.反應(yīng)物的濃度
C.反應(yīng)物之間的接觸面積
D.條件【答案】(1)物理(2)鐵+氧氣四氧化三鐵(3)防止高溫生成物炸裂瓶底(4)CB【詳解】(1)將鐵塊加熱至約1600℃使其熔化,鐵本身沒變,只是鐵的狀態(tài)發(fā)生改變,屬于物理變化,故填寫:物理(2)鐵屑在空氣中燃燒生成黑色固體(四氧化三鐵)的文字表達(dá)式為:鐵+氧氣點四氧化三鐵,故填寫:鐵+氧氣四氧化三鐵(3)集氣瓶底部少量水的作用是接住并冷卻高溫熔融物,防止瓶底因局部過熱而炸裂,故填寫:防止高溫生成物炸裂瓶底。(4)由表中①與②(鐵屑與鐵絲同在空氣中,燃燒劇烈程度不同)可知:化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生(或是否劇烈)與反應(yīng)物接觸面積(C選項)有關(guān),故填寫:C;由表中②與③(鐵絲在空氣和純氧中的反應(yīng)差異)可知:化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生(或是否劇烈)與反應(yīng)物濃度(B選項)有關(guān),故填寫:B。題型八物質(zhì)在不同濃度氧氣中反應(yīng)的比較【典例8】鐵絲在空氣中灼熱發(fā)紅,但不能燃燒,而在純氧中卻能燃燒,這一事實與下列的哪一因素關(guān)系最密切A.鐵絲的表面積 B.燃燒區(qū)的溫度C.氧氣的濃度 D.鐵燃燒所需要的最低溫度是()【答案】C【詳解】空氣中氧氣含量較低,鐵絲在空氣中不能燃燒,但在純氧中能燃燒,說明氧氣濃度越大,燃燒越劇烈,故選C。方|法|點|撥1.氧氣濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系氧氣濃度越高,單位體積內(nèi)氧分子數(shù)量增多,反應(yīng)物分子間的有效碰撞頻率增加,導(dǎo)致反應(yīng)速率加快?。例如:硫在空氣中燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,而在純氧中燃燒呈現(xiàn)明亮的藍(lán)紫色火焰?鐵絲在純氧中劇烈燃燒,在空氣中僅紅熱但不燃燒?2.其他影響因素雖然氧氣濃度是主要因素,但以下條件也會共同作用:?溫度?:每升高10°C,反應(yīng)速率約提高2-4倍?催化劑?:如二氧化錳可加速過氧化氫分解?接觸面積?:粉末狀物質(zhì)比塊狀反應(yīng)更快【變式8-1】
下圖是硫粉分別在空氣和氧氣里燃燒的實驗。下列說法正確的是A.硫在氧氣里燃燒發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰 B.集氣瓶中放入水主要是防止集氣瓶底炸裂C.硫燃燒的劇烈程度主要與氧氣的濃度有關(guān) D.該實驗無需放在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行【答案】C【詳解】A、硫在氧氣中燃燒,發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰,硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍(lán)色火焰,不符合題意;B、硫燃燒生成二氧化硫,二氧化硫有毒,散逸到空氣中,會污染空氣,二氧化硫能與水反應(yīng),故集氣瓶中加入水的目的是:吸收二氧化硫,防止污染空氣,不符合題意;C、硫在氧氣中燃燒發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰,硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍(lán)色火焰,氧氣中氧氣濃度比空氣中氧氣濃度大,說明硫燃燒的劇烈程度豐要與氧氣的濃度有關(guān),相同條件下,氧氣濃度越大,燃燒越劇烈,符合題意;D、硫燃燒生成具有刺激性氣味的有毒氣體,故該實驗需要在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行,防止中毒,不符合題意。故選C?!咀兪?-2】某興趣小組同學(xué)進(jìn)行如圖所示實驗,關(guān)于此實驗下列說法中不正確的是A.步驟①木炭在空氣中燃燒發(fā)紅光,步驟②木炭在氧氣中燃燒發(fā)白光B.步驟②中,木炭要由上向下緩慢伸入集氣瓶,目的是防止氧氣逸出,讓木炭和氧氣充分接觸反應(yīng),使實驗現(xiàn)象更明顯C.通過此實驗可以看出,木炭在氧氣中燃燒比空氣中更劇烈D.本炭可以和氧氣反應(yīng),因此可以代替紅磷來測定空氣中氧氣含量【答案】D【詳解】A、木炭在空氣中燃燒時發(fā)出紅光,而在氧氣中燃燒時發(fā)出白光,故說法正確,B、木炭要由上向下緩慢伸入集氣瓶,目的是防止氧氣逸出,讓木炭和氧氣充分接觸發(fā)生反應(yīng),使實驗現(xiàn)象更明顯,故說法正確;C、因為氧氣濃度越高,燃燒反應(yīng)越劇烈。通過此實驗可以看出,木炭在氧氣中燃燒比空氣中更劇烈,故說法正確,D、木炭燃燒生成的是二氧化碳?xì)怏w,而紅磷燃燒生成的是固體五氧化二磷,在測定空氣中氧氣含量時,需要生成固體產(chǎn)物,以便通過體積變化來測定氧氣含量。因此,木炭不能代替紅磷來測定空氣中氧氣含量,故說法錯誤。故選D。題型九實驗室制取氧氣的原理、儀器與操作【典例9】(24-25九年級上·河北石家莊·期中)如圖是實驗室中氧氣的制取、收集、驗滿、性質(zhì)驗證的操作,其中正確的是A. B. C. D.【答案】D【詳解】A、加熱高錳酸鉀制氧氣時,為防止冷凝水倒流,炸裂試管,試管口應(yīng)略向下傾斜,為防止加熱時高錳酸鉀顆粒進(jìn)入導(dǎo)管,需要在試管口處加一團(tuán)棉花,故A錯誤;B、由于氧氣的密度比空氣大、可用向上排空氣法收集,為了排凈空氣,導(dǎo)氣管應(yīng)伸到集氣瓶的底部,故B錯誤;C、氧氣驗滿時,應(yīng)將帶火星的木條放在集氣瓶口,而不能用帶火星的木條伸入瓶中,故C錯誤;D、細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒時,為防止高溫生成物濺落,炸裂瓶底,集氣瓶底部應(yīng)該放少量水或鋪一層細(xì)沙,故D正確。綜上,故選D?!咀兪?-1】(24-25九年級上·江西上饒·期中)化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。選擇圖中的部分儀器完成高錳酸鉀固體制取氧氣的實驗?;卮鹣铝袉栴}:(1)儀器H的名稱是。(2)高錳酸鉀制取氧氣的文字表達(dá)式是。(3)用高錳酸鉀制取較純凈的氧氣時應(yīng)選擇的儀器有(填字母標(biāo)號,不重復(fù)選用儀器)。(4)用過氧化氫溶液制氧氣時應(yīng)選用的藥品是,符號表達(dá)式為,反應(yīng)類型是。【答案】(1)錐形瓶(2)(3)ABDEFG(4)過氧化氫溶液和二氧化錳分解反應(yīng)【詳解】(1)由圖可知,儀器H的名稱是:錐形瓶;(2)高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣,該反應(yīng)的文字表達(dá)式為:;(3)該反應(yīng)屬于固體加熱反應(yīng),發(fā)生裝置可選A、B、D、G,因為氧氣不易溶于水,且密度比空氣大,可用排水法和向上排空氣法收集,根據(jù)所給裝置,應(yīng)選擇排水法收集,收集裝置應(yīng)選E、F,故用高錳酸鉀制取較純凈的氧氣時應(yīng)選擇的儀器有ABDEFG;(4)用過氧化氫溶液制氧氣時應(yīng)選用的藥品有:反應(yīng)物過氧化氫溶液和催化劑二氧化錳;該反應(yīng)是過氧化氫在二氧化錳為催化劑的條件下生成水和氧氣,符號表達(dá)式為:;該反應(yīng)是由一種物質(zhì)在特定條件下反應(yīng)生成兩種新物質(zhì),符合分解反應(yīng)定義?!咀兪?-2】(25-26九年級上·福建·期中)的制取及性質(zhì)(1)請寫出儀器名稱:E:。(2)組裝一套便于添加溶液的發(fā)生裝置,需用到圖中的儀器有(填標(biāo)號),將二氧化錳粉末加入錐形瓶的操作是:。(3)若用G裝置收集氧氣,當(dāng)時開始收集,收集完氧氣后,在水槽中用玻璃片(選填“磨砂”或“光滑”)一面蓋住集氣瓶口,取出集氣瓶,(選填“正放”或“倒放”)在桌面上。(4)【拓展延伸】研究和控制化學(xué)反應(yīng)條件有重要意義。A組同學(xué)通過查閱資料得知,雙氧水在70℃以上會較快分解產(chǎn)生氧氣。為了驗證加熱雙氧水也可以產(chǎn)生氧氣,同學(xué)們可以選擇圖中的(選填編號)裝置(氣密性良好)進(jìn)行實驗。實驗中觀察到試管內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡,但將帶火星的木條放在導(dǎo)管口沒有復(fù)燃,可能的原因是?!敬鸢浮?1)長頸漏斗(2)ADE將錐形瓶傾斜,用藥匙(或紙槽)將二氧化錳送至錐形瓶底部,再使錐形瓶直立(3)當(dāng)導(dǎo)管口有連續(xù)均勻氣泡冒出磨砂正放(4)D加熱時試管內(nèi)水蒸氣隨氧氣逸出【詳解】(1)由圖可知,儀器E為長頸漏斗;(2)實驗室用過氧化氫制氧,應(yīng)選用固液常溫型發(fā)生裝置,選用錐形瓶D作反應(yīng)容器,為便于添加溶液,發(fā)生裝置需選雙孔塞A、長頸漏斗E,即ADE;將二氧化錳粉末加入錐形瓶,需將錐形瓶傾斜,用藥匙(或紙槽)將二氧化錳送至錐形瓶底部,再使錐形瓶直立;(3)用G(排水法)收集氧氣,當(dāng)導(dǎo)管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時開始收集(此時排出的是純凈氧氣,因為開始排出的氣體主要是空氣);玻璃片磨砂一面蓋住集氣瓶口(磨砂面密封好);氧氣密度比空氣大,收集后正放在桌面;(4)加熱雙氧水制氧氣,試管口需向上傾斜,且導(dǎo)管口不能伸入過長,選D;帶火星木條未復(fù)燃,因為加熱時試管內(nèi)水蒸氣隨氧氣逸出,使木條不能復(fù)燃(水蒸氣降低氧氣濃度)。題型十實驗室制取氧氣的氣體收集、檢驗和驗滿【典例10】(24-25九年級上·廣西欽州·期中)根據(jù)如圖實驗裝置,請回答:(1)寫出儀器a的名稱。(2)用高錳酸鉀制取氧氣時,選擇的發(fā)生裝置為B,但該裝置要改進(jìn)的一點是,目的是,收集較干燥的氧氣可選用裝置(填字母),上述制取氧氣反應(yīng)的文字表達(dá)式為。(3)用裝置F收集氧氣,氣體應(yīng)從導(dǎo)管(填“b”或“c”)端通入。(4)實驗室里,常用加熱無水醋酸鈉和堿石灰固體混合物的方法,制備甲烷。選擇裝置E收集甲烷,利用了甲烷的物理性質(zhì)。【答案】(1)錐形瓶(2)在試管口塞一團(tuán)棉花防止加熱時試管內(nèi)粉末狀物質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)管D(3)c(4)難溶于水【詳解】(1)由圖可知,儀器a的名稱是:錐形瓶;(2)用高錳酸鉀制取氧氣時,選擇的發(fā)生裝置為B,但該裝置要改進(jìn)的一點是:在試管口塞一團(tuán)棉花,目的是:防止加熱時試管內(nèi)粉末狀物質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)管;氧氣不易溶于水,密度比空氣略大,可用排水法或向上排空氣法收集,向上排空氣法收集的氣體比較干燥,故收集裝置可選D;高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣,該反應(yīng)的文字表達(dá)式為:;(3)用裝置F收集氧氣,氧氣的密度比水小,氣體應(yīng)從導(dǎo)管c端通入;(4)選擇裝置E,即排水法收集甲烷,是利用了甲烷難溶于水的物理性質(zhì)?!咀兪?0-1】(25-26九年級上·海南·期中)實驗室常用下圖所示裝置制取氣體,請你根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題:(1)填標(biāo)有序號的名稱①;②。(2)你認(rèn)為選用B作發(fā)生裝置,優(yōu)點是;請指出裝置C中存在的一處錯誤。(3)若用F裝置來收集氣體,當(dāng)導(dǎo)管口開始收集氣體。當(dāng)時,表明氣體已收集滿。(4)用裝置B制氧氣,從注射器中加入的試劑是,寫出用裝置B制取氧氣文字表達(dá)式;可以用裝置D來收集氧氣,理由是;氧氣驗滿的操作是。(5)甲烷CH4是最簡單、難溶于水的有機(jī)物類氣體,實驗室常用加熱無水醋酸鈉與氫氧化鈉的固體混合物來制得。實驗室制取純凈的甲烷應(yīng)選用的發(fā)生、收集裝置是(填序號)?!敬鸢浮?1)錐形瓶長頸漏斗(2)可以控制反應(yīng)速率長頸漏斗下端應(yīng)伸入液面以下(3)氣泡連續(xù)且均勻集氣瓶口有大氣泡向外冒出(4)過氧化氫溶液氧氣密度大于空氣將帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條復(fù)燃,則氧氣已收集滿(5)AF【詳解】(1)由圖可知,①是錐形瓶,②是長頸漏斗。(2)B裝置中,可通過注射器控制液體的滴加速度,進(jìn)而控制反應(yīng)速率;裝置C中,為了防止氣體從長頸漏斗中逸出,則長頸漏斗下端應(yīng)伸入液面以下。(3)用排水法收集氣體時,當(dāng)導(dǎo)管口氣泡連續(xù)且均勻時開始收集氣體;當(dāng)集氣瓶口有大氣泡向外冒出時,表明氣體已收集滿。(4)裝置B是固液常溫型裝置,故用裝置B制氧氣,應(yīng)為過氧化氫在二氧化錳的催化下生成水和氧氣,注射器中加入的試劑是過氧化氫溶液;該反應(yīng)的文字表達(dá)式為:;裝置D為向上排空氣法,因為氧氣密度大于空氣,故能用裝置D收集氧氣;氧氣具有助燃性,故驗滿氧氣的方法是:將帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條復(fù)燃,則氧氣已收集滿。(5)實驗室制取甲烷的反應(yīng)為加熱固體的反應(yīng),發(fā)生裝置選A,甲烷難溶于水,收集較為純凈的甲烷用排水法比較合適,故用F裝置收集?!咀兪?0-2】(24-25九年級上·廣東清遠(yuǎn)·期中)根據(jù)如圖回答問題:(1)寫出圖中標(biāo)號儀器名稱:①。(2)實驗室用高錳酸鉀制取并收集氧氣應(yīng)選用的裝置是(填序號,下同),反應(yīng)的文字表達(dá)式為。檢驗生成的氣體是否是氧氣的正確做法為。(3)用排水法收集氧氣,實驗結(jié)束后,應(yīng)先,后。原因是?!敬鸢浮?1)酒精燈(2)AD/AF高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣將帶火星的木條伸入集氣瓶,觀察木條是否復(fù)燃(3)將導(dǎo)管移出水面熄滅酒精燈防止水槽中的水倒吸入試管,使試管炸裂【詳解】(1)根據(jù)常見儀器的圖形可知①是酒精燈。本問答案為:酒精燈。(2)①實驗室用高錳酸鉀制取氧氣,因為高錳酸鉀制取氧氣需要加熱,所以發(fā)生裝置選A;氧氣不易溶于水,可用排水法收集,即裝置F,氧氣密度比空氣大,也可用向上排空氣法收集,即裝置D,所以應(yīng)選用的裝置是AD或AF。本問答案為:AD或AF。②高錳酸鉀在加熱的條件下分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣,反應(yīng)的文字表達(dá)式為:高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣。本問答案為:高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣。③檢驗生成的氣體是否是氧氣,可以將帶火星的木條伸入集氣瓶,觀察木條是否復(fù)燃。本問答案為:將帶火星的木條伸入集氣瓶,觀察木條是否復(fù)燃。(3)用排水法收集氧氣,實驗結(jié)束后,應(yīng)先將導(dǎo)管移出水面,后熄滅酒精燈。因為如果先熄滅酒精燈,試管內(nèi)溫度降低,壓強(qiáng)減小,水槽中的水會倒吸入試管,使試管炸裂。故本問答案為:將導(dǎo)管移出水面;熄滅酒精燈;防止水槽中的水倒吸入試管,使試管炸裂。題型十一工業(yè)制氧氣【典例11】(24-25九年級上·河南洛陽·期中)蠟燭燃燒一般經(jīng)過下圖環(huán)節(jié)。下列說法正確的是1.空氣是寶貴的自然資源。如圖是以空氣等為原料合成尿素的流程(部分產(chǎn)物略去)。請分析流程并按要求回答相關(guān)問題:(1)X是空氣中含量最多的氣體,其名稱是___________。
(2)分離液態(tài)空氣法:液態(tài)空氣汽化時首先分離出氮氣,并得到___________色的液態(tài)氧氣,則沸點:氮氣___________氧氣(選填“>”“=”或“<”)。
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,工業(yè)上制取氧氣,控制溫度T在___________范圍內(nèi),可以將表中液態(tài)空氣內(nèi)的氮氣分離出來。物質(zhì)沸點/℃0【答案】(1)氮氣(2)淡藍(lán)<(3)-196℃≤T<-183℃【詳解】(1)空氣中含量最多的氣體是氮氣,約占空氣體積的78%,所以X是氮氣(2)液態(tài)氧氣是淡藍(lán)色的;液態(tài)空氣汽化時首先分離出氮氣,說明氮氣先達(dá)到沸點汽化,所以氮氣的沸點低于氧氣的沸點,故填<。(3)要將液態(tài)空氣內(nèi)的氨氣分離出來,溫度要達(dá)到氮氣的沸點使其汽化,但不能達(dá)到氧氣的沸點讓氧氣也汽化,由表中數(shù)據(jù)可知,氮氣沸點是-196℃,氧氣沸點是-183℃,所以控制溫度T在-196℃≤T<-183℃范圍內(nèi)?!咀兪?1-1】(24-25九年級上·安徽合肥·期中)2024年10月30日,神舟十九號載人飛船成功發(fā)射,航天員將在中國空間站完成各項任務(wù),保障航天員的氧氣需求至關(guān)重要,需要我們制備氧氣從地球帶上去。
(1)實驗室常用二氧化錳催化分解過氧化氫制氧氣,寫出該反應(yīng)的文字方程式:________;工業(yè)上選擇空氣為原料制氧氣的主要原因是________。
(2)分離液態(tài)空氣獲得氧氣的模擬實驗過程如圖1所示:浸入液氮一段時間后,試管內(nèi)產(chǎn)生一定體積的液態(tài)空氣。取出試管,液態(tài)空氣沸騰,伸入燃著的木條,木條熄滅,導(dǎo)致木條熄滅的原因是________;1分鐘后伸入帶火星的木條,觀察到木條復(fù)燃,導(dǎo)致木條復(fù)燃的原因是________。
(3)利用分子篩可將氧分子從空氣中“篩”出去,氮分子不能通過分子篩,從而獲得高濃度的氧氣。其原理如圖2,由此可知兩種分子的大?。篲_______(填“>”或“<”)?!敬鸢浮?1)過氧化氫水+氧氣空氣中含有大量氧氣,原料來源廣泛2)液氮沸點比液氧低,先汽化,氮氣不支持燃燒,使木條熄滅液氧汽化,氧氣具有助燃性,使帶火星木條復(fù)燃(3)>【詳解】(1)過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成水、氧氣,文字表達(dá)式為:過氧化氫水+氧氣;工業(yè)制氧選擇空氣為原料,是因為空氣資源豐富,氧氣在空氣中含量較多,便于獲取。(2)液氮沸點低于液氧,液態(tài)空氣沸騰時液氮先汽化,此時試管內(nèi)主要是氮氣,氮氣不支持燃燒,所以燃著的木條熄滅;一段時間后,液氧汽化,氧氣具有助燃性,能使帶火星的木條復(fù)燃。(3)分子篩能讓氧分子通過,氮分子不能通過,說明氮分子比氧分子大,即N2>O2?!咀兪?1-2】請根據(jù)流程圖回答下列問題。(1)經(jīng)過操作A處理后的空氣屬于__________(填“純凈物”或“混合物”)。
(2)由步驟B可以看出氮氣的沸點比氧氣的沸點__________(選填“高”或“低”)。液氮達(dá)到沸點,分子間間隙__________(填“變大”或“變小”)。嫦娥五號取回的月壤就保存在氮氣中,這說明氮氣化學(xué)性質(zhì)__________(選填“活潑”或“不活潑”)。
(3)此外,現(xiàn)在還有一種膜分離技術(shù)制氧氣;原理是一定壓力下,讓空氣通過薄膜,氧氣能透過薄膜,而其余氣體不能夠通過薄膜,從而達(dá)到分離空氣的目的。據(jù)此推測氮分子比氧分子體積__________(填“大”或“小”)。
(4)空氣是一種寶貴的資源,請你寫出一條有效保護(hù)空氣的措施____________________?!敬鸢浮?1)混合物(2)低變大不活潑(3)大(4)植樹造林(合理即可)【解析】(1)經(jīng)過操作A降溫加壓處理后的空氣中含有氧氣、氮氣等多種物質(zhì),屬于混合物(2)由步驟B可以看出升高溫度,氮氣首先汽化,說明氮氣的沸點比氧氣的沸點低,液氮達(dá)到沸點,汽化變?yōu)榈獨?,則分子間間隙變大;嫦娥五號取回的月壤就保存在氮氣中,這說明氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑,可以防止月壤與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng);(3)膜分離技術(shù)制氧氣:原理是一定壓力下,讓空氣通過薄膜,氧氣能透過薄膜,而其余氣體不能夠通過薄膜,從而達(dá)到分離空氣的目的,據(jù)此推測氮分子比氧分子體積大;(4)有效保護(hù)空氣的措施有植樹造林、開發(fā)利用新能源、綠色出行等(合理即可)。題型十二催化劑的概念與特點【典例12】(24-25九年級上·四川成都·期中)下列有關(guān)催化劑的說法中,正確的是A.在化學(xué)反應(yīng)后其性質(zhì)不變B.在化學(xué)反應(yīng)后其質(zhì)量減小C.在化學(xué)反應(yīng)中能增加生成物的質(zhì)量D.能改變化學(xué)反應(yīng)速率【答案】D【詳解】A、催化劑在化學(xué)反應(yīng)后化學(xué)性質(zhì)不變,而不是性質(zhì)不變,物理性質(zhì)可能改變,該選項錯誤;B、催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變,并非減小,該選項錯誤;C、催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能增加生成物的質(zhì)量,生成物質(zhì)量由反應(yīng)物的量決定,該選項錯誤;D、催化劑的定義就是能改變化學(xué)反應(yīng)速率(包括加快和減慢),而自身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變,該選項正確。故選D?!咀兪?2-1】(24-25九年級上·寧夏銀川·期中)根據(jù)下列實驗方案進(jìn)行實驗,不能達(dá)到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖切蛱朅BCD實驗方案實驗?zāi)康尿炞C氧氣的化學(xué)性質(zhì)探究MnO2能否加快H2O2分解檢驗O2證明二氧化錳是過氧化氫的催化劑A.A B.B C.C D.D【答案】D【詳解】A、鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,通過該實驗可以驗證氧氣能支持燃燒,從而驗證氧氣的化學(xué)性質(zhì),能達(dá)到實驗?zāi)康?,不符合題意;B、該實驗中,在相同條件下,一個試管中加入二氧化錳,另一個試管中沒有加入二氧化錳,通過對比產(chǎn)生氣泡的速率,可以探究MnO2能否加快H2O2分解,能達(dá)到實驗?zāi)康?,不符合題意;C、氧氣具有助燃性,能使帶火星的木條復(fù)燃,用帶火星的木條伸進(jìn)集氣瓶中,若木條復(fù)燃,則證明是氧氣,能達(dá)到檢驗O2的實驗?zāi)康模环项}意;D、要證明二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑,不僅要證明二氧化錳能加快過氧化氫分解的速率(該實驗?zāi)荏w現(xiàn)),還要證明二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,而此實驗沒有涉及對二氧化錳質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)的驗證,不能達(dá)到證明二氧化錳是過氧化氫催化劑的實驗?zāi)康模项}意。故選D?!咀兪?2-2】利用下圖1裝置研究過氧化氫的反應(yīng),所得結(jié)果如下圖2所示,下列說法不正確的是A.圖2中的a點對應(yīng)的操作是推動注射器活塞B.對比c點利e點可以驗證反應(yīng)速率與過氧化氫溶液的濃度有關(guān)C.對比b點和e點不能驗證反應(yīng)速率與過氧化氫溶液的濃度有關(guān)D.該實驗不能證明二氧化錳對過氧化氫的分解起催化作用【答案】C【詳解】A、由圖2可知,a點時氧氣濃度開始逐漸增大,說明a點對應(yīng)的操作是推動注射器活塞,過氧化氫溶液進(jìn)入錐形瓶中,過氧化氫在二氧化錳的催化下分解生成水和氧氣,氧氣濃度增大,說法正確,不符合題意;B、由圖2可知,c、e點是相同時間內(nèi)收集氧氣的體積分?jǐn)?shù)①大于②,①②的溶液濃度不同,則對比c點和e點能驗證反應(yīng)速率與的濃度有關(guān),說法正確,不符合題意;C、由圖2可知,b、e點是收集相同體積分?jǐn)?shù)氧氣所需的時間①小于②,①②的溶液濃度不同,則對比b點和e點能驗證反應(yīng)速率與的濃度有關(guān),說法錯誤,符合題意;D、該實驗的變量是過氧化氫溶液的濃度
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